Nb1-xWxSe2的制備及其摩擦學(xué)性能研究

　　通過W 摻雜固相合成Nb1- xWxSe2，采用X 射線衍射、掃描電鏡、透射電子顯微鏡分析了樣品中的相成分、微觀形貌和元素成分；結(jié)果表明隨著W 摻雜量的增加，其形貌有較大的不同：形貌由規(guī)則的微米六方片轉(zhuǎn)變?yōu)椴灰?guī)則納米片和納米帶的混合，且其晶向的相對強(qiáng)度也隨W 摻雜量的不同發(fā)生一定改變。將Nb1- xWxSe2 作為潤滑油添加劑添加到基礎(chǔ)油中，使用UMT- 2 型摩擦磨損試驗機(jī)對其摩擦學(xué)性能進(jìn)行測試，并對摩擦機(jī)理進(jìn)行了解釋。結(jié)果表明：NbSe2 六方片作為潤滑油添加劑具有良好的減摩抗磨性能，且摻雜W 后的Nb1- xWxSe2 作為潤滑油添加劑的摩擦性能要優(yōu)于純的NbSe2，其中以W 摻雜量為3%時的Nb1- xWxSe2，其含量為5%( 質(zhì)量比) 時的油樣摩擦性能最佳，并提出其減摩機(jī)理。

　　自1992 年Tenne 等首次發(fā)現(xiàn)層狀的半導(dǎo)體WS2 能夠形成類似碳納米管的無機(jī)富勒烯結(jié)構(gòu)后，過渡族金屬硫族化合物MX 2( M= Nb，Mo，W，Ta；X= Se，S) 作為良好的固體潤滑劑其得到了廣泛研究。MX 2 屬于密排六方結(jié)構(gòu)，具有與石墨類似的層狀結(jié)構(gòu)，層間非金屬原子通過較弱的范德華力結(jié)合，層內(nèi)的金屬原子與非金屬原子通過共價鍵結(jié)合，層間具有較低的剪切強(qiáng)度，這樣造成層間易于滑移，使其能作為良好的固體潤滑劑。同時因為能提高承潤滑油載能力、降低摩擦，MX 2 作為潤滑油添加劑得到研究者們的關(guān)注。摻雜能改變原有物質(zhì)的電導(dǎo)性、光催化及機(jī)械性能，在不改變其晶體結(jié)構(gòu)下使其能優(yōu)于原物質(zhì)的性能；其次摻雜能降低成本，如用一些價格便宜的金屬摻雜達(dá)到了降低成本的目的，有利于商業(yè)生產(chǎn)；摻雜改變晶體生長習(xí)性，從而得到與摻雜前物質(zhì)的形貌不同的新穎形貌，使其具有新的性能或使其某些性能得到加強(qiáng)。

　　固相反應(yīng)具有生產(chǎn)周期短，反應(yīng)工藝簡單、對環(huán)境無污染、產(chǎn)物純度高、形貌均一等優(yōu)點得到廣泛使用。因此在此背景下本文使用固相法制備Nb1- xWx Se2 并研究了摻雜量對形貌的影響提出其機(jī)理。

結(jié)論

　　(1) 采用固相反應(yīng)制備出不同形貌的W 摻雜的Nb1-xWxSe2。

　　(2)W摻雜量為3% 時能得到較好的摻雜效果。

　　(3) 提出Nb1-xWxSe2不同形貌的生長機(jī)制。

　　(4)Nb1-xWxSe2作為潤滑油添加劑有良好的潤滑抗磨減摩性能，其中以W摻雜量為3%的Nb1-xWxSe2的含量為5%時摩擦性能最佳，并提出其減摩機(jī)理。